пними властивостями: бути нетоксичним, добре розчинятися у воді і розчинах електролітів, знижувати кількість виморожувати у вигляді чистого льоду води прн кожній даній температурі і повністю запобігати кристалізацію води з евтектичною суміші « кріопротектор - вода ». При цьому він повинен підтримувати в розчиненому стані солі і білки аж до евтектичного переходу в аморфний стан, тобто його розчини повинні мати низьку евтектичну температуру, щоб скоротити температурний інтервал впливу твердої фази на клітку в процесі заморожування і відігрівання. Однак у реальних умовах деякі з кріопротекторів, володіючи низькою евтектичною температурою, не можуть бути використані через свою токсичність.
Загальними властивостями кріопротекторів є наявність в їх структурі полярних молекул, здатних взаємодіяти як з молекулами води, металами і солями, так і з компонентами мембран і биополимерами. Важливою властивістю кріопротекторів є також їх здатність впливати на процеси кристалізації, сприяючи формуванню мелкокристаллического льоду, який по володіє енлишмн полями напруги. Зміна структури льоду йод впливом кріопротекторів знижує ступінь механічного впливу на цітоплазматіческне структури і мембрани.
Тому в'язкість кріопротекторними розчину при низькій температурі повинна бути високою, щоб при заморожуванні в мікроканальци, де концентруються клітини, розчин переходив в аморфний стан при відносно низьких концентраціях кріопротектори і солей. Неодмінною вимогою до такого роду кріопротектор є їх здатність швидко проникати в клітку і легко віддалятися з неї з тим, щоб зменшити осмотичні ефекти при заморожуванні і відмиванні кріопротектори. У присутності кріопротектори виморожування фракції води з кріозахисного середовища протікає в широкій температурній зоні і завершується, коли концентрація невимерзшей води досягає величин 20-30%. При збільшенні вихідного (до заморожування) змісту, кріопротектори в.среде зв'язування солей та інших речовин збільшується, що перешкоджає їх концентрування до критичних, згубних для клітини величин. Отже, у присутності кріопротекторів солі або взагалі не концентруються до ушкоджують меж, або ці межі досягаються в зоні
температур, коли розвиток пошкоджень протікає повільно.
У міру виморожування води з кріозахисного середовища розчини кріопротекторів стають гіпертонічними, що: викликає зневоднення клітини. У результаті часткової дегідратації клітини концентрація внутрішньоклітинних колоїдів підвищується, що сприяє переохолодженню внутрішньоклітинного середовища і її часткового переходу в склоподібний стан, який виключає утворення досить великих для пошкодження клітин кристалів льоду.
Швидке проникнення кріопротектори в клітку у складі гіпертонічних кріозахисних середовищ у міру виморожування води та зневоднення клітини попереджає виникнення на мембрані ушкоджують градієнтів концентрацій поза- і внутрішньоклітинного розчину.
Екзоцеллюлярние кріопротёктори (ПВП, ДЕК, ПЕГ, цукру) надають захисної дію завдяки здатності викликати, часткову дегідратацію клітини і тим самим знижувати можливість внутрішньоклітинної кристалізації. Дійсно, дія непроннкающіх в клітку кріопротекторів набагато складніше, і воно реалізується, очевидно, через певні рецепторні і іонотранспортірующіе макромолекулярні комплекси мембран, які впливають на структурно-функціональний стан білків цитоскелету. У результаті осмотичного стиснення клітин вони частково дегідратірующая і в такому стані здатні витримувати заморожування.
Захисні властивості гліцерину. Завдяки наявності ОН-груп гліцерин здатний формувати водневі зв'язки з молекулами води і змішуватися з нею в будь-яких співвідношеннях.
При заморожуванні чистий гліцерин дуже рідко твердне, але іноді кристалізується у вигляді кристалів ромбовидної форми. На кристалізацію гліцерину впливають вода або інші домішки. Гліцерин володіє високою в'язкістю, пов'язаної з наявністю в його молекулі гндроксільних груп, внаслідок чого в його присутності утворюється просторова сітка водневих зв'язків, щільність яких в 3 рази більше, ніж одноатомних спиртів. З підвищенням концентрації гліцерину в'язкість водно-гліцеринової суміші збільшується, при цьому знижуються швидкість руху молекул розчиненої речовини і їх кінетична енергія, що призводить до зниження швидкості фізико-хімічних процесів в біологічних об'єктах. При взаємодії з водою гліцерин руйнує її ледоподобний каркас, однак при цьому формує гідрадну оболонку навколо молекул води. Формування такої
оболонки сприяє стабілізації гідратаційних решіток білків за рахунок переходу молекул вільної води в зв'язаний стан.
Температура замерзання водного розчину гліцерину залежить від його концентрації: найбільш низькою температурою замерзання (- 46,4 ° С) володіє 66,7% -й розчин гліцерину...
